车载激光扫描连续跟踪技术在测绘地形图中的应用

摘要：激光扫描测量技术是科学技术发展进程向前推进的过程中涌现出来的一种崭新的测量技术，相较于传统的测量技术，激光扫描连续跟踪测量技术具有操作简易程度高、针对既定地点适应性强、成本容易控制等特点，因此在各个行业中的相关企业中得到了较为广泛的应用。文章对车载激光扫描连续跟踪技术在测绘地形图中的应用进行了探讨。

关键词：车载激光扫描技术；连续跟踪测量；地形图；测绘；测量技术 文献标识码：A

中图分类号：P208 文章编号：1009-2374（2017）06-0051-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.06.026

1 概述

随着我国社会经济发展进程向前推进以及HNCORS系统在测绘地理信息行业中得到应用，数字城市规划工作以及国土资源信息监测工作从各个层面之上对基础地理信息数据提出了更高的要求。现阶段地形图要素更新工作进行的过程中主要使用到的技术有全野外数字化测图技术和遥感技术。但是在某些既定的场所中开展地形图测绘工作的过程中，使用全野外数字化测图技术以及遥感技术具有成本比较高、难以有效地控制成图周期等缺点，怎样才能够快速地获得准确的道路要素数据逐渐的演变为每一个从事测绘工作的人员需要解决的问题。

2 车载GPS连续跟踪测量技术的实际情况

2.1 技术原理

GPS其实就是全球定位系统。它是由分布在全球范围之内的24颗卫星构成的卫星系统。设计目的就是保证在地球的任意一个位置之上，都能够同时的观测到4颗卫星，从而就能够将这一个点位的精度、维度以及高速收集到，进而就能够对在地面上开展的导航以及定位等相关的工作进行引导，比方说车辆、船舶以及运输机等，使其能够按照预定计划在路线上行驶，直到达到预定

地点。

因为它具有精准程度高、成本容易控制以及工作效率比较高等特点，在和其具有的特殊功能进行一定程度的相互融合的基础上，在世界范围内各个国家中的地理信息网络构建以及地形图测绘等领域中得到了较为广泛的应用，并且在实践的过程中这一项技术的功能逐渐地得到了深化和拓展。

2.2 使用这一项技术的过程中需要使用到的设备

依据地形图测量工程任务涉及到的内容、具体要求以及待测绘地区的实际情况，使用S80RTK型双频接收机，在操作的过程中它的工作半径是15km，并且是需要使用到通讯效果比较好的设备的，这样定位以及校正未知数的计算和检测工作耗费的时间大致上就在2min

左右。

3 在地形图测绘工作进行的过程中得到的实际应用

使用HNCORS系统，将GPS流动站仪器接收机天线（其中包含基座）固定在汽车的顶部之上，在对卫星数据线或者蓝牙功能加以一定程度的应用的基础上和GPS控制器之间建立起来连接，在启动流动站之后开始测量工作，最终将初始化工作完成。在将汽车保持在静止状态之下的时候使用车载GPS流动站信号接收机针对某一个点位展开测量，对得到的测量结果进行核查对照，尤其是需要对车载GPS的数据展开加权修正，在能够对数据的准确性做出一定程度的保证的前提条件之下就能够开展下一个环节的工作了。当车辆停泊稳定之后，在对车载GPS流动站的信号接受设备加以一定程度的应用的基础上针对既定地点展开测量工作，并将测量结果和车载GPS中包含的各项相关数据进行比对，假如说在比对的过程中发现两种类型的信息数据之间有出入的话，就应当及时地对车载GPS中包含的信息进行调整，待相关的数据的精准程度能够得到保证之后才能够展开主体测量工作，实际测量流程如下文所述：

在GPS控制器中将待测绘地点的相关参数设置出来，并选定为自动储存。在上述工作完成之后将对测量点结果的限差要求进行设置；在对GPS控制器中包含的“连续地形”功能加以一定程度的应用的基础上，在依据距离和依据时间记录数据两种模式中选择，然后设置出来记录数据精准程度要求，针对超出规定范围之内的数据不予记录；在地形图测绘工作进行的过程中应当由一个人来驾驶车辆，另外一个人在车辆当中负责指挥车辆的实际行进路线，第三个人在车辆当中负责GPS控制器的具体操作，总共三人就可以在车辆当中开展车载GPS连续跟踪测量工作；在测量工作结束之后，将GPS控制器中的GPS手薄数据导出，再对数据进行归纳总结之后就可以使

用了。

在激光扫描控制器中将待测绘地点的相关参数设置出来，并选定为自动储存。在上述工作完成之后将对测量点结果的限差要求进行设置；在对激光扫描控制器中包含的“连续地形”功能加以一定程度的应用的基础上，再依据距离和依据时间记录数据两种模式中选择，然后设置出来记录数据精准程度要求，针对超出规定范围之内的数据不予记录；在地形图测绘工作进行的过程中应当由一个人来驾驶车辆，另外一个人在车辆当中负责指挥车辆的实际行进路线，第三个人在车辆当中负责激光扫描控制器的具体操作，总共三人就可以在车辆当中开展车载激光扫描连续跟踪测量工作；在测量工作结束之后，将激光扫描控制器中的激光扫描手薄数据导出，在对数据进行归纳总结之后就可以使用了。

4 应用车载激光扫描技术开展地形图测绘工作的过程中的誤差来源以及控制措施

4.1 和卫星信号传播之间有一定相互关系的误差

其中主要包含的是大气折射误差和多路径效应。两种误差对RTK技术造成的影响是比较大的，在距离相对来说比较远或者流动站的周围有一定的障碍物的时候，误差有些时候甚至是可以达到20～100mm的。为了能够使得大气折射误差这个问题得到有效的解决，在实际测量的过程中，是可以使用到双频观测这种操作模式的，在使用这种模式展开测绘工作的过程中需要将高度角设置在15°左右。在解决多路径效应这个问题的过程中，可以在实际操作的过程中在车载设备中设置多径抑制这一项功能。当在森林、河道以及大厦周遭等复杂程度比较高的地形中开展测量工作的时候，适当地将观测、数据记录时间延长也能够使得多路径效应这个问题得到

解决。

4.2 和接受设备之间有一定程度相互关系的误差

其中主要包含天线相位中心位置偏差以及仪器的对中误差。天线相位中心位置偏差一般情况下来说造成的误差是在毫米级的，对RTK定位造成的影响并不是十分的明显。为了能够使得仪器的对中误差这个问题得到有效的解决，在基准站架设相关工作进行的过程中应当尽可能地做到对中整平，最大限度地减小基准站的对中误差。在流动站放样工作进行的过程中，是应当在圆水准器气泡居中的时候对各个点位的精准程度进行检查，以便于能够流动站不对中带来的误差问题。此外，在工地校正相关工作进行的过程中使用到的控制点坐标精准程度以及控制点在测量区域分布的均匀程度等相关的数据也会对测量结果的精准程度造成一定程度的影响的。

4.3 处于运动状态的汽车倾斜时对测量结果的精准程度造成的影响

假如说将激光扫描流动站卫星接受天线放置在两个车轮轴线的正上方，并且在测量相关工作进行的过程中汽车的每一个车轮都在正常的地面上行驶（地面上没有十分明显的凹陷），在这种情况之下车载激光扫描连续跟踪测量作业中收集到的激光扫描高程数据和实际数据是一致的。

假如说将激光扫描流动站卫星接受天线放置在两个车轮轴线的正上方，但是在测量相关工作进行的过程中汽车有一个车轮是行驶在地面的凹陷位置之上时，在这种情况之下车载激光扫描连续跟踪测量作业中收集到的激光扫描高程数据应当是会比实际点位的高程数据要小一些的，但是对平面数据并不会造成很大的影响。

假如说将激光扫描流动站卫星接受天线放置在两个车轮轴线的正上方，但是在测量相关工作进行的过程中汽车有一个车轮行驶在地面的凸起位置之上的时候，这种情况之下车载激光扫描连续跟踪测量作业中收集到的激光扫描高程数据应当是会比实际点位的高程数据要大一些的，但是并不会对平面数据造成很大的影响。

5 结语

车载激光扫描技术相较于传统的测量技术，在成图精准程度、成本以及适用性等层面上都具有十分明显的优势，尤其是基础测绘任务道路和高程数据采集工作领域中的适用性最强。在对车载激光扫描连续跟踪技术加以一定程度的应用的基础上能够快速地对新增各个等级的公路进行补充性测绘，相较于以往地形圖绘制工作进行的过程中使用到的技术，车载激光扫描技术具有精度高、先进程度高等特点，使得以往地图测绘工作的方法发生了转变。

参考文献

[1] 田冉.基于云平台的汽车物流服务价值链协同技术研究[D].西南交通大学，2015.

[2] 佟哲.基于激光扫描定位的调车机车安全防护系统[D].中国科学院大学（工程管理与信息技术学院），2015.

作者简介：刘占利（1972-），男，天津人，供职于天津市公路工程设计研究院，研究方向：公路测量测绘。

（责任编辑：黄银芳）